数据中心机房供电需求分析

数据中心供电系统规划分析数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第1页。目录1EmersonConfidential数据中心电力需求部分电气名词介绍标准、规范负荷计算电源规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第2页。供电系统规划市电供电系统备用发电机系统低压配电系统电缆及电缆路由列头柜配电系统散热系统规划服务器机柜机房空调容量室外机布置局部高密度管理系统规划安全管理运营管理负荷密度级别每机柜3KVA（2.7KW）每机柜4KVA（3.6KW）每机柜5KVA（4.5KW）每机柜6KVA（5.4KW）部分区域10~12KVA（9~10.8KW）/机柜容量增加，负荷密度增加的在线扩容一、数据中心电力需求数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第3页。一、数据中心电力需求200028,2UServers2kwHeatLoad200642,1UServers6kwHeatLoad20106BladeCenters24kwHeatLoad2014?机架内的服务器密度呈现加速集中的趋势，单个机架的热密度也越来越高高热密度发热数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第4页。一、数据中心电力需求1.供电结构直接决定供电系统的可靠性2.动力平台扩容陷阱扩容场地不足扩容过程、扩容后系统不可靠，事故频发3.供电系统的灵活性面临前所未有的考验4.传统配电系统的“边缘地位”导致实际使用中50％以上的故障无法预料，无法监测，难于及时处理。5.电池系统，人为故障……供电可靠性数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第5页。5数据中心的电力消耗在过去10年增长了5倍一台1U服务器的使用成本高达采购成本的2倍，并且还在继续增加能源价格飙升导致更加困难的局面用于空调冷却的的电力等于或超过了计算用的电力不断扩大的IT需求和能源效率之间的尖锐矛盾一、数据中心电力需求数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第6页。一、数据中心电力需求HPProLiantSL160zHPProLiantSL170zHPProLiantSL2x170z数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第7页。规模扩大、功率密度增高造成供电总容量的提高。单机柜负荷：2kW/台－3kW/台－4kW/台—更高；单位面积平均负荷：0.5kva/m2—1kva/m2－1.5kva/m2－2kva/m2—更高；可靠性要求——供配电系统的可靠性要求相应提高。供配电系统可靠性：99.00％－99.90％－99.99％—99.999%——更高；

数据中心供配电系统的发展趋势一、数据中心电力需求数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第8页。一、数据中心电力需求传统设计可扩展设计负载计划几乎从来达不到预期数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第9页。一、数据中心电力需求按需配置容量可节约…维护它的成本它耗用的能源成本没有使用的容量带来浪费并增加总体拥有成本整合和再增长时…数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第10页。一、数据中心电力需求数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第11页。11二、部分电气名词功率密度的概念与定义：

为便于参数的计算与比较，通常会建立和引用功率密度的概念——单位元素（面积、机架、空间、U位等）上所配备或产生的电或散热量，即：平面功率密度（kw/m2或kcal/m2·h）、机架功率密度（kw/架或kcal/架·h）、空间功率密度（kw/m3或kcal/m3·h）、U位功率密度（kw/U或kcal/U·h）。

功率密度随着机房应用技术的不断发展而演变，其含义也经过了从平面到立体、从宏观到微观的演变进程。建立不同概念的初衷，是随着机房功耗的逐步上升到不同的阶段，为便于空调系统的研究与应用而延伸的数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第12页。12二、部分电气名词平面功率密度：概念：在某一特定机房环境下，均摊至该环境单位面积（每平方米）上所配备的有效电力容量（或能耗），其单位kw/m2或kcal/m2·h。早期热密度较低，空调冷量配比的重要性尚未凸现，人们习惯以机房单位面积上的电功率配备或散热量（即平面功率密度）来核算机房环境条件，。如：某机房面积为500m2，其配备的UPS系统为400*（2+1），按功率因数0.9、安全系数0.8计，则其可用的平面功率密度为：0.9*0.8*400*2/500m2=1.152kw/m2或990.72kcal/m2·h

缺点：平面功率密度忽略了机架密度以及空间高度，缺乏机架密度和空间的概念。随着机房散热量的增大，利用平面功率密度概念计算时，将和实际的温度梯度和特性产生较大误差，所以以该概念在评估机房环境时具有一定局限性。

数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第13页。13二、部分电气名词机架功率密度：概念：在某一特定机房环境下，均摊至该环境内每个机架上所配备的有效电力容量（或能耗），定义为机柜的功率密度，其单位为（kw/架或kcal/架·h）。

如：某机房面积为500m2，装配机架数量为250只，其配备的UPS系统为400*（2+1），按功率因数0.9、安全系数0.8计：

其可用的平面功率密度为：1.152kw/m2或990.72kcal/m2·h；

其可用的机架功率密度为：0.9*0.8*400*2/250m2=2.3kw/架或1981.44kcal/架·h；

缺点：该概念在一定程度上对机房环境的实用性上进行了定义，但忽略了机架自身高度及可用空间方面的问题，对于高能耗、高发热密集度的现代服务器设备与机房环境的关系缺乏微观的衡量，一定程度上也具有局限性。数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第14页。14二、部分电气名词空间功率密度：概念：在某一特定机房环境下，均摊至该环境内每单位体积上（m3）所配备的有效电力容量（或能耗），定义为空间功率密度，其单位为（kw/m3或kcal/m3·h）。

如：某机房面积为500m2，装配机架数量为250只，机房高4.5m，其配备的UPS系统为400*（2+1），按功率因数0.9、安全系数0.8计：其可用的平面功率密度为：1.152kw/m2或990.72kcal/m2·h；其可用的机架功率密度为：2.3kw/架或1981.44kcal/架·h；其可用的空间功率密度为：0.9*0.8*400*2/(500m2*4.5)=0.256kw/m3或220.16kcal/m3·h；

缺点：该概念在一定程度上对机房环境在空间的能量密度上进行了定义，但忽略了机架密度和机架可用性方面的问题，在对机房可用性的微观计算上具有一定的片面性，同时也具有局限性。数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第15页。15二、部分电气名词U位功率密度：概念：U位是IDC机架上的基本单元，U位宽为19英寸机架的标准宽度，高为4.45厘米。U位功率密度是上述三种功率密度的一个延伸，是综合了机房空间概念和可用性的一个综合参数，其含义为：一是指在某一特定机房环境下，均摊至该环境内每U位空间上的有效电力容量（或能耗），单位为（kw/U或kcal/U·h）；二是指在某一特定机房环境下，均摊至每单位空间（m3）上的U位数量，即U位空间密度，其单位为（U/m3）；

如：某机房面积为500m2，装配机架数量为250只，每机架的有效空间为42U，机房高4.5m，其配备的UPS系统为400*（2+1），按功率因数0.9、安全系数0.8计：其可用的平面功率密度为：1.152kw/m2或990.72kcal/m2·h；其可用的机架功率密度为：2.3kw/架或1981.44kcal/架·h；其可用的空间功率密度为：0.256kw/m3或220.16kcal/m3·h；其可用的U位功率密度为：0.9*0.8*400*2/(250架*42)=54.9w/U或47.18kcal/U·h；其可用的U位空间密度为：250架*42u/(500m2*4.5m)=4.67U/m3；

优点：U位是IDC机房可用性的最小计算和衡量单位。它不但在宏观上可全面衡量机房在电力和空调系统配置上的平衡性，在微观上可衡量机房电力和空调系统的可用性，还可衡量机房建设在空调和电力系统配置的统一性，同时，它也可从某种程度上对研究机房建设的经济性具有一定价值。数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第16页。明确密度二、部分电气名词同样500kW数据中心–依据不同的计算有不同的“平均密度”:746watts/ft2179watts/ft2119watts/ft2189watts/ft2

5kW/机柜=

消除了面积法的模糊概念watts/ft2

允许数据中心不同区域的不同负载密度模糊的是否包括机柜周围的工作空间?是否考虑总的功耗?总IT功耗

机柜数量好的方法传统方法

数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第17页。指定在行级水平机柜级:细枝末节–不足以前瞻参考房间级:粗枝大叶–缺乏灵活性和变化行级:正合适!环境类型平均负载密度watts/机柜典型峰值与平均值比率实验室中(2-6kW/机柜)高(<4)服务器为主(典型数据中心)中到高(4-10kW/机柜)中(大约为2)存储为主低(<4kW/机柜)低(<2)Co-location高(10-15kW/机柜)中(2)超级计算机高(10-15kW/机柜)低(接近1)应用watts/机柜明确的确定峰值与平均值的比率大约为2太低影响IT的灵活性并导致效率低下太高导致过度布局

二、部分电气名词数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第18页。18二、部分电气名词实例举析：2006年建设的上海某IDC机房第六层：实用面积为800m2（含空调设备所占用面积），装配机架数量为400只，每机架的有效空间为42U，机房全高4.5m（净高3.4m），其配备的UPS系统为400KVA*（3+1），cos=0.9、实用安全系数按0.8计，空调机组配置16台，全冷量100kw/台（显冷量90kw），设定14+2冗余方式运行，空调效率按0.8计：可用的功率密度电力系统的功率密度空调系统对应的功率密度平面功率密度1.08kw/m2或928.8kcal/m2·h1.40kw/m2或1204kcal/m2·h机架功率密度2.16kw/架或1857.6kcal/架·h2.8kw/架或2408kcal/架·h空间功率密度0.24kw/m3或206.4kcal/m3·h0.31kw/m3或268.3kcal/m3·hU位功率密度51.4w/U或44.23kcal/U·h66.6w/U或57.3kcal/U·hU位空间密度/U或4.67U/m3备

注电力系统和空调系统的功率密度配比约为1：1.3～1：1.5数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第19页。数据中心供电效率定义有效功耗“有效”是指特定系统取得的所希望的结果，不仅取决于系统的性质，还取决于使用环境。

电能与“移动数据”之间的确切关系不属于这里的讨论范畴，就此处的分析而言，可以用IT设备所消耗的电能比较准确地计算所提供的计算能力。

数据输出数据中心机房IT

负载数据中心输入总功率IT设备消耗的功率

效率=

IT设备消耗的功率数据中心输入总功率%19二、部分电气名词数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第20页。PUE用来衡量数据中心效率–2006年4月PUE已被以下两个机构所采用：ASHRAE（惠普是该机构的创始人）绿色网格联盟（惠普是BoD和MetricsWorkGroupChair的成员）

功率

（交换机装置、UPS、备用电池等）散热

（冷却机、CRAC等）负荷不断提高网格的需求IT负荷服务器、存储、通信等设备的需求PUE

=

DC设备总负载/IT设备负载33%63%散热

负荷IT

负荷UPS功率4%85%的数据中心没有得到充分利用PUE是一个比率，通常介于1.6~2之间，越接近1表明能效水平越好

DCiE=IT设备负载÷DC设备总负载×100%DCiE是一个百分比值（%），数值越大越好。二、部分电气名词数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第21页。衡量数据中心能源效率的指标--PUE=系统输入总功率IT设备消耗的功率制冷供电总功率与IT负载功率关系的变化一般情况PUE>2较好情况2>PUE>1.5

IT负载制冷与供电功率制冷与供电功率

IT负载二、部分电气名词数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第22页。1国家标准、规范《供配电系统设计规范》（GB50052-1995）《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)《低压配电设计规范》(GB50054-95)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)《电子计算机机房设计规范》（GB50174-2008）《电子信息系统机房设计规范》(征求意见稿)2行业标准、规范《通信局(站)电源系统总技术要求》（YD/T1051-2000）《通信电源设备安装工程设计规范》（YD/T5040-2005）《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》(YD/T5098-2005)《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）3企业标准、规范 通信运行商互联网企业

三、标准、规范数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第23页。三、标准、规范数据中心等级标准建议——建议等级

项目国标UPTIME备注建议等级标准ATIERIV线路冗余2N2N冗余部件UPS2N2N柴油发电机N+12N柴发机房需另行建设空调设备N+12N面积功率KW/m2NA>1.6年宕几时间NA0.4小时可靠性NA99.995%电源UPS+柴发UPS+柴发柴发机房需另行建设应急通道支持NA自动成本＄/ft2NA1100+数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第24页。三、标准、规范●一级：单路径的电源和散热分配，无冗余组件，99.671%的可用性。●二级：单路径的电源和散热分配，冗余组件，99.741%的可用性。●三级：多个电源和散热分配路径，只有单路工作，冗余组件，可同时维护，99.982%的可用性。●四级：多个工作状态电源和散热分配路径，组件冗余，容错，99.995%的可用性。数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第25页。四、负荷计算UPS系统负荷(输入)：UPS系统负荷(输入)＝供电负荷＋充电负荷UPS电源系统负荷(输出)及蓄电池组容量明确时，供电负荷=UPS系统输出负荷÷UPS系统主机效率；充电负荷=蓄电池10h率充电电流×充电电压÷UPS整流器效率UPS电源系统负荷(输出)及蓄电池组容量不明确时：供电负荷=N台主用UPS主机额定输出容量×负荷率÷UPS主机整机效率；充电负荷＝(N+X)台UPS电源主机额定输出容量×(0.15～0.25)；机房空调机组负荷：N台主用空调机组额定负荷容量×需要系数(0.7～0.9)。照明及其它负荷：按建筑电气常规方法统计。变配电系统负荷统计数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第26页。四、负荷计算UPS电源系统负荷统计具体负荷设备明确时，按设备计算负荷数据统计。具体负荷设备不明确时，按机柜平均负荷统计。机柜数量也不明确时，可按机房面积平均负荷估计。需了解负荷设备的功率因数COS，分别统计有功功率Pj（kw）和视在功率Sj（kva）。需注意三相负荷平衡的情况，有大容量单相负荷设备时应按相分别统计。

数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第27页。五、电力规划数据中心电力系统的规划原则机房电气系统建设标准建议机房UPS系统架构、负荷和配置的建议机房柴油发电机系统架构、负荷和配置的建议精密空调配电建议防雷接地系统规划建议机房电气系统所需外部条件数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第28页。五、电力规划序号负荷名称等级1常规照明用电负荷等级为二级

2机房日常维护用电负荷等级为二级

3机房空调系统用电

负荷等级为一级

4重要保障区间照明用电负荷等级为一级

5应急照明用电负荷等级为特别重要负荷级6计算机用电设备负荷等级为特别重要负荷级7消防紧急照明用电

负荷等级为特别重要负荷级电力能源金字塔管理原则示意图数据中心电力系统的规划原则——电力能源金字塔原则

数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第29页。机房电气系统整体性规划建议——机房电气系统高可靠性规划建议表LEVEL与负荷等级的对应关系表按需供电,分级保障保障级别供电方式负荷等级负载分类LEVEL1市政电力双路输入，互为备份二级机房常规照明/普通空调/日常维护用电LEVEL2柴油发电机备用电源系统对市电供应提供备份一级负荷机房空调系统用电/重要保障区间照明用电LEVEL3不间断电源UPS提供可靠的电力供应特级负荷计算机IT设备用电、消防系统用电、应急照明用电LEVEL4UPS输出母排，到楼层配电柜

特级负荷同上LEVEL5从“楼层级PDU”到各区域级配电柜

特级负荷同上LEVEL6&7对供配电系统的各个环节进行智能化的监控管理

特级负荷同上五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第30页。机房电气系统整体性规划建议——机房电气系统高可靠性规划建议

机房日常维护用电机房常规照明用电机房空调系统用电重要保障区间照明用电IT设备计算机设备用电计算机设备供电可靠性系数大于99.982%

一级保障

二级保障

三级保障

四级保障

五级保障UPSA

UPSB

楼层配电

区域配电

UPS配电

市电

消防动力、应急照明用电五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第31页。1.容量。指最终的IT负载（KW）。2.预算。看看不同的设计采购和建造成本大约是多少，离用户的预算差多少，不断调整设计。3.成长需求。与用户仔细沟通业务发展趋势，IT应用需求，估计出IT初始功率，最终的最大、最小、平均IT负载。4.可用性级别。参见用户需求和标准规定。5.能效PUE，能效值一定是基于具体的负载率。五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第32页。机房电气系统建设标准建议项目技术要求备注A级B级C级电气技术供电电源两个电源供电两个电源不应同时受到损坏两回线路供电变压器M（1+1）冗余（M=1、2、3……）N用电容量较大时设置专用电力变压器供电后备柴油发电机系统N或（N+X）冗余（X=1～N）N供电电源不能满足要求时UPS的供电时间满足信息存储要求时，可不设置柴油发电机。后备柴油发电机的基本容量应包括UPS的基本容量、空调和制冷设备的基本容量、应急照明和消防等涉及生命安全的负荷容量柴油发电机燃料存储量72小时24小时UPS配置2N或M（N+1）冗余（M=2、3、4……）N+X冗余（X=1～N）NUPS电池备用时间15分钟柴油发电机作为后备电源时根据实际需要确定空调系统配电双路电源（其中至少一路为应急电源），末端切换。采用放射式配电系统。双路电源，末端切换。采用放射式配电系统。采用放射式配电系统五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第33页。机房电气系统建设标准建议UPSDataCenterGeneratorsN+1FuelOil72hrstypicalUtilityProvider2SourcesPDUAPDUBFiberRouteBFiberRouteAChillersN+1Batteries15minCoolingTowersMakeupWaterStorageServerCRACUnitsRaisedFloorUninterruptiblePowerSupply2N2SourcesUtility2N–UPSProtectionN+1–GeneratorsN+1–ChillersUPSBatteries15min五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第34页。五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第35页。机房电气系统整体性规划建议——机房电气系统的扩展、容灾、可管理性主要电力数据保障设备的扩容能力（如柴发系统、UPS系统的扩容能力）——按最小分组原则，多机并联供配电线路的扩容能力——预留备用回路，适当加大线路截面积各级配电柜扩容能力——各级配电柜开关热扩容能力及各级开关柜增加柜体的能力。主要电力保障设备的容灾能力：——柴油发电机采用N+1备份方式UPS采用2N的备份方式。供配电主干线路的容灾能力——物理使用2个强电竖井对称式敷设，100%备份各级输出配电柜使用物理双链路双开关控制柜设计技术；.热插拔开关技术的应用智能管理配电柜技术的应用采用动力环境监控系统对电力系统进行管理可扩展性可容灾性可管理性变压器应留有一定余量，提供扩容保障五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第36页。五、电力规划供电要求：一级负荷：

应由两路独立电源供电。当其中一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损坏，容量上应能满足全部一级负荷及二级负荷。一级负荷中特别重要的负荷：除由两路独立电源供电外，还应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级负荷：

宜由两路电源供电。 数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第37页。五、电力规划市电电源选择一般采用10KV供电电压，但其供电容量有限。供电电压(KV)用户受电设备总容量(KVA)10250～100003510000～40000110及以上40000及以上高压配电系统两路市电电源的高压配电系统应采用单母线分段方式；当两路市电冗余时，两段母线间可不设置联络；应采用放射式配电；两路市电电源的配电线路应分开敷设，不能分开时应采取防火隔离措施；配电线路应采用无卤低烟阻燃型、耐火型电缆；

数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第38页。五、电力规划两路市电低压配电系统应采用单母线分段方式，两段母线间设置联络。要求机房的两路市电应分别与两路自备应急电源中的一路自动切换；对于UPS电源系统、机房空调、机房照明及其它建筑设备中的一级、二级负荷应采用放射式双回路配电，两路电源在负荷设备输入端自动切换。双回路配电的两路线缆应分开敷设，不能分开时应采取防火隔离措施。配电线路应采用无卤低烟阻燃型、耐火型电缆或母线槽。机房空调设备应设置专用的配电柜。机房空调配电柜应引接两路电源、自动切换。一个机房或区域应设置两台及以上空调配电柜，每台空调配电柜的输入电源应分别引自不同的低压配电柜或配电回路。一个机房或区域内的多台空调设备应间隔连接于不同的配电柜上，且正常运行时宜连接于不同的电源上。机房空调配电系统低压配电系统数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第39页。五、电力规划UPS电源系统的设计原则UPS电源系统的设置应考虑分区或分类供电的要求。多个UPS电源系统可分期建设，但每个UPS电源系统宜一次建成。每个UPS电源系统的供电容量不宜过大，一般控制在800KVA以下。UPS电源系统的主机连结方式应与机房等级(可靠性要求)匹配。UPS电源系统的输入、输出配电方式应与机房等级(可靠性要求)匹配。主机联结方式简称供电容量单机11并联NN并联冗余N＋1N单机、双单元冗余1×21并联、双单元冗余N×2N并联冗余、双单元冗余(N＋1)×2N模块式N＋mNUPS电源主机联结式数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第40页。五、电力规划N＋1并联冗余UPS电源系统示意图N×2并联、双单元冗余UPS电源系统示意图(N＋1)×2并联冗余、双单元冗余的UPS电源系统示意图UPS的几种冗余配置形式数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第41页。五、电力规划UPS电源系统的输入配电UPS电源系统应设置专用的输入配电柜；UPS电源系统输入配电柜应引接两路电源、自动切换；每套UPS电源系统应设置两台及以上输入配电柜，分别引自不同的低压配电柜或配电回路；UPS电源主机的主电源和旁路电源应分别引入，宜来自不同的输入配电柜；并联冗余UPS各主机的输入电源应分别由不同的配电柜引接，但应注意确保各台主机的旁路电源连接在同一电源上。系统正常运行时，各台主机的主电源宜连接在不同的电源上。双单元冗余UPS的两个单元各台主机的旁路电源应连接在同一电源上。系统正常运行时，两个单元各台主机的主电源应分别连接在不同的电源上。 数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第42页。五、电力规划UPS电源系统的输出配电UPS系统输出一般采用三级配电方式：系统输出配电柜－机房配电柜－机柜配电单元。UPS电源系统输出应采用放射式、双回路配电方式。UPS电源系统输出应采用三相配电，末端分相，以利三相平衡。对于双单元冗余UPS电源系统，单电源输入设备，可将其每个单元中的部分容量视为并联冗余性质。对于需要双电源、双回路供电的单电源输入设备，宜在机柜配电单元设置静态转换开关STS。静态转换开关STS的性能应能满足其要求，一般转换时间小于5～10ms。UPS电源系统输出配电须重视选择性保护。数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第43页。五、电力规划蓄电池配置系统负荷明确时，可按负荷计算。系统负荷不明确时，按系统额定值或按系统额定值×负荷率计算。不考虑输入电源中断时，UPS主机同时发生故障。考虑安全系数和环境温度系数。并联组数不宜过多；容量较大时可采用2V单体蓄电池，但不宜少于2组。注意按单机计算或按系统计算的差别。例：初期，1+1并联冗余系统，负荷≤1，要求后备时间1h。单机0.5h×2≥系统1h。扩容后，2+1并联冗余系统，负荷≤2，要求后备时间1h。单机0.5h×3<系统1h。

数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第44页。五、电力规划Ij--计算负荷电流；Pj--计算负荷功率；μ--UPS逆变器效率；Uj--蓄电池组计算电压，Uj=UN*0.925。UN--蓄电池组额定电压按电流计算:Q--蓄电池组容量(Ah)；

K--安全系数，K=1.25；

Ij--计算负荷电流(A)；

T--后备时间(h)；

η--蓄电池放电容量系数；

θ--环境温度系数。按功率计算:Pn--单节(2V)蓄电池计算功率(w)；

K--安全系数，K＝1.25；

n--蓄电池组节数(2V)。 N--选定容量规格的蓄电池组数；PN--选定规格的单节蓄电池，在规定放电时间下的放电功率(w)。放电容量系数和环境温度系数放电时间0.5h1h放电终止电压(V/2V节)1.701.751.701.75放电容量系数(阀控式铅酸)0.450.400.580.55环境温度5℃15℃

5℃

15℃环境温度系数0.80.90.840.92数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第45页。机房UPS系统架构、负荷和配置的建——UPS系统负荷需求规划建议方法一：数据中心IT基础架构咨询结果按照同类机架的平均负荷计算：网络机柜负荷按照2kw/台服务器机柜负荷按照4kw/台存储机柜按照8kw/台小型机按照7.2kw/台及21.6kw/台计算序号楼层功能房间机柜数量（个）单台负荷（KW）同时使用系数设备计算负荷(KW)

1一层运营商接入备用间1210.759运营商机柜2数据机房(预留)6440.75192服务器机柜300

0

4720.7510.5弱电列头5开发创新机房4040.75120服务器机柜6520.757.5弱电列头7测试机房1640.7548服务器机柜8220.753弱电列头9IDC托管机房6040.75180服务器机柜10620.759弱电列头11ECC

0.7515

12合计

212NANA594

五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第46页。设备机房IT总计算负荷：594+1101.6=1695.6KW楼层功能房间机柜数量（个）单台负荷（KW）同时使用系数设备计算负荷(KW)

二层运营商接入间1-42410.7518运营商机柜核心网络机房5520.7582.5网络机柜存储机房2780.75162存储设备320.754.5弱电列头数据机房-A7040.75210服务器机柜1621.60.75259.2小型机720.7510.5弱电列头数据中心-B4040.75120服务器机柜87.20.7543.2小型机420.756弱电列头数据中心-C4040.75120服务器机柜87.20.7543.2小型机420.756弱电列头屏蔽机房540.7515服务器机柜120.751.5弱电列头合计

312NANA1101.6

方法一：数据中心IT基础架构咨询结果按照同类机架的平均负荷计算：网络机柜负荷按照2kw/台服务器机柜负荷按照4kw/台存储机柜按照8kw/台小型机按照7.2kw/台及21.6kw/台计算机房UPS系统架构、负荷和配置的建——UPS系统负荷需求规划建议五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第47页。机房UPS系统架构、负荷和配置的建——UPS系统负荷需求规划建议方法二：运用业内最佳实践推算——机房能源规模5年翻一翻五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第48页。目前XXX的机房规模为208个机柜，IT设备总负荷仅为529KW（从现有ups柜显示得出）通过系统整合及优化可将IT总负荷降到80%，约416kw.5年翻一翻,IT总负荷增长到832KW5年翻一翻,IT总负荷增长到1664KW设备机房IT负载10年的生命周期符合：1664KW2015年2020年机房UPS系统架构、负荷和配置的建——UPS系统负荷需求规划建议五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第49页。机房UPS系统架构、负荷和配置的建议——UPS系统设备容量建议方法一：UPS计算容量1695.6KW/0.9/0.85=2216.5KVA方法二：UPS计算容量1664KW/0.9/0.85=2175KVAUPS额定总容量选用>=2300KVA五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第50页。机房UPS系统架构、负荷和配置的建议——UPS配电系统方案一层A路UPS输入配电柜A路ATSA路UPS4*400KVA一层

IT设备发电2*2000KVA发电2000KVA一层A路UPS输出配电柜二层A路UPS输出配电柜一层A路列头柜二层A路列头柜市电A二层

IT设备A路电池15分钟B路电池15分钟A路UPS2*400KVA二层A路UPS输入配电柜一层B路UPS输入配电柜B路ATSB路UPS4*400KVA一层

IT设备一层B路UPS输出配电柜二层B路UPS输出配电柜一层B路列头柜二层B路列头柜市电B二层

IT设备B路UPS2*400KVA二层B路UPS输入配电柜五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第51页。

一期（2015）终期UPS设备投入数量需1466.3KVA配(3X400KVA+400KVA)*2路UPS需750.2KVA增加(400KVA+400KVA)*2路UPS机柜投入数量302个机柜+运营商接入（36个柜）+ECC增加186个机柜柴油发电机设备2X2000KVA1X2000KVA储油罐建议按虚拟分区按需储油IDC机房UPS系统架构、负荷和配置的建议——UPS系统分期扩展方案网络机房屏蔽机房数据机房-A存储机房数据机房—B数据机房—C接入1、2、3、4数据机房（预留）创新测试ECC接入备用0.20.40.60.81.01.21.4色标功率密度(kVA/m2)IDC机房五、电力规划数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第52页。五、电力规划发电机组容量选择需注意不同类型机组及功率标称值的定义，根据市电电源的可靠性情况予以选择。常规定义主用机组：指连续运行时能持续输出额定功率的机组。能按额定功率连续运行，且每12h内应能过载10%运行1h。

备用机组：指连续运行时需按规定降低输出功率的机组。能按额定功率连续运行24h；连续运行超过24h时，其输出功率不低于机组额定功率的90%。备用机组每年允许的累计运行时间应不低于500h。一般情况下可认为机组的主用功率为备用功率的90％。ISO8528-1最新定义紧急备用功率：

变动负荷，平均负荷率≤70%，每年运行时间不超过200小时。备用功率：

每年运行时间不超过500小时。主用功率：

变动负荷，平均负荷率≤70%，持续运行，每年运行时间不限。持续功率：

恒定负荷，持续运行，每年运行时间不限。需考虑环境条件和使用条件(消音降噪措施等)引起的容量损失。需考虑非线性负荷的需求。数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第53页。五、电力规划发电机组输出电压选择发电机组输出电压一般采用0.4KV。能否直接采用10KV输出电压，需视供电部门规定。数据中心设有35/10KV总变配电所时，发电机组宜采用10KV输出电压，并与总变配电所的10KV输出母线联络。5.3发电机的设置一般宜与两路市电电源的变压器组对应设置。采用并列运行方式时，若自动同步控制出现故障，应能手动控制同步5.4发电机组燃料储备及管路要求发电机组燃料储备量应根据机房等级要求，结合市电电源可靠性、供油可靠性、消防要求综合决定，一般不宜少于发电机组满负荷运行8小时的用油量。发电机组的供油管路(管道、油泵、滤清器)应有冗余。数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第54页。五、电力规划发电机组的环保措施发电机组运行时产生的噪声应小于其所在区域的环境噪声标准值。机组由于消音降噪工程所引起的功率损失应小于机组额定功率的5%。城市5类区域环境噪声标准值（单位：dB）类别昼间夜间05040155452605036555470550类：适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域。1类：适用于居住、文教机关为主的区域。2类：适用于居住、商业、工业混杂区。3类：适用于工业区。4类：适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域、穿越城区的内河航道两侧区域。数据中心机房供电需求分析全文共62页，当前为第55页。机房柴油发电机系统架构、负荷和配置的建议

工期UPS(KW)不充电空调(KW)照明(KW)消防应急照明(KW)发电机安装负荷(KW)发电机计算容量（kVA）发电机额定容量（kVA）1期1224965.7126692209